एक्सपोसैट मिशन

2-01-2024

एक्सपोसैट मिशन

खबरों में क्यों ?

भारतीय अंतरिक्ष अनुसंधान संगठन (ISRO) ने 1 जनवरी को अपना पहला पोलारिमेट्री मिशन एक्स-रे पोलारिमीटर सैटेलाइट (XPoSat) लॉन्च किया।

प्रमुख बिंदु

• इसरो के PSLV-C58 ने XPOSAT सैटेलाइट लॉन्च किया है।
• XPoSat  दुनिया का दूसरा उपग्रह-आधारित मिशन है जो एक्स-रे पोलारिमेट्री माप बनाने के लिए समर्पित है।

एक्स-रे के ध्रुवीकरण के बारे में

• एक्स-रे में विद्युत और चुंबकीय तरंगें शामिल होती हैं जो लगातार गति में रहती हैं। साइनसॉइडल तरंगें होने के कारण, वे गति की एक पैटर्न वाली दिशा का पालन नहीं करती हैं।
• जबकि, एक ध्रुवीकृत एक्स-रे दोनों व्यवस्थित होता है और इसमें एक ही दिशा में कंपन करने वाली दो तरंगें होती हैं।

वे स्रोत जो ध्रुवीकृत एक्स-रे उत्सर्जित करते हैं

• जब मैग्नेटर या ब्लैक होल एक्स-रे उत्सर्जित करते हैं, तो उन्हें ब्रह्मांड में विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का सामना करना पड़ता है।
• जैसे ही एक्स-रे सामग्री के घने बादल से होकर गुजरती है, एक्स-रे का विद्युत घटक एक परिवर्तित दिशा में एक फोटॉन उत्सर्जित करता है, क्योंकि यह अब बिखरने लगा है।
• इस प्रक्रिया में, नया फोटॉन मूल और बिखरे हुए फोटॉन के बीच बने तल के लंबवत दिशा में ध्रुवीकृत हो गया है।

ध्रुवीकरण माप

• माना जाता है कि ध्रुवीकरण माप - कोणीय और ध्रुवीकरण की डिग्री - के बारे में सुराग प्रदान करते हैं:

■चमकीले एक्स-रे उत्सर्जित करने से इन विकिरणों की प्रकृति का पता चलता है और

जिस जटिल प्रक्रिया से वे गुजरते हैं।

■एक्स-रे पोलारिमीटर सैटेलाइट (XPoSat)

एक्स-रे पोलारिमीटर सैटेलाइट (XPoSat) के बारे में

• यह आकाशीय स्रोतों से एक्स-रे उत्सर्जन के अंतरिक्ष-आधारित ध्रुवीकरण माप में अनुसंधान करने वाला इसरो का पहला समर्पित उपग्रह है।
• इसे पृथ्वी की निचली कक्षा (~ 650 किमी, ~ 6 डिग्री का कम झुकाव) से अवलोकन के लिए नामित किया गया है।
• इसका अनुमानित मिशन जीवन लगभग पांच वर्षों का है, जिसके दौरान XPoSat उन स्रोतों का निरीक्षण करेगा जो ध्रुवीकृत एक्स-रे उत्सर्जित करते हैं।
• अवलोकन तब किया जाएगा जब मैग्नेटर या न्यूट्रॉन तारे (वे अत्यधिक चुंबकीय होते हैं और एक्स-रे गतिविधि की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदर्शित करते हैं) पृथ्वी की छाया के माध्यम से पारगमन में होते हैं, उदाहरण के लिए, ग्रहण अवधि के दौरान।

XPoSat पर वैज्ञानिक पेलोड

• XPoSat में दो पेलोड शामिल हैं, जिनमें भारतीय एक्स-रे पोलारिमीटर (POLIX) और एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी और टाइमिंग (XSPECT) शामिल हैं।
• इन्हें बेंगलुरु में स्थित रमन रिसर्च इंस्टीट्यूट और यूआर राव सैटेलाइट सेंटर द्वारा बनाया गया है।

पोलिक्स:

• यह दुनिया का पहला उपकरण है जिसे 8 से 30 किलो इलेक्ट्रॉन वोल्ट (केवी) ऊर्जा बैंड के मध्यम एक्स-रे में संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• इसमें एक कोलिमेटर शामिल है, जो दृश्य क्षेत्र में उज्ज्वल स्रोतों से उत्पन्न होने वाले प्रकाश को फ़िल्टर करने का प्रमुख घटक है।
• इसके अलावा, एक स्कैटरर है जिसमें चार एक्स-रे आनुपातिक काउंटर डिटेक्टर होते हैं (जो फंसे हुए प्रकाश को बाहर निकलने से रोकते हैं)।
• यह कुछ दसियों खगोलीय स्रोतों का अवलोकन करेगा। इसकी कल्पना, डिजाइन और निर्माण आरआरआई में किया गया था।

एक्सस्पेक्ट:

• इसे नरम एक्स-रे ऊर्जा बैंड (0.8-15 केवी) में तेज समय और उच्च स्पेक्ट्रोस्कोपिक रिज़ॉल्यूशन संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• यह एक्स-रे पल्सर, ब्लैक होल बाइनरी, कम-चुंबकीय क्षेत्र न्यूट्रॉन तारे, सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक या एजीएन और मैग्नेटर जैसे विभिन्न स्रोतों का निरीक्षण करेगा।
• एजीएन आकाशगंगा के केंद्र में एक कॉम्पैक्ट क्षेत्र है जो विद्युत चुम्बकीय स्पेक्ट्रम में महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा उत्सर्जित करता है।

XPoSat मिशन का महत्व

पहली बार मध्यम ऊर्जा बैंड में एक्स-रे ध्रुवीकरण माप

○अब तक आकाशीय स्रोतों का ध्रुवीकरण या तो ऑप्टिकल या रेडियो बैंड में किया जाता था।

○XPoSat, हालांकि, उज्ज्वल स्रोतों से एक्स-रे ध्रुवीकरण माप की सुविधा प्रदान करेगा, वह भी मध्यम ऊर्जा बैंड (8-30 केवी) ऊर्जा रेंज में।

ऐसा प्रयास पहले कभी नहीं किया गया.

दो प्रकार के स्रोतों का विश्लेषण

• XPoSat दो प्रकार के स्रोतों का निरीक्षण करेगा - लगातार स्रोत (लक्षित और ज्ञात स्रोत) और क्षणिक स्रोत (पल्सर, सक्रिय गैलेक्टिक नाभिक, मैग्नेटर)।
• विकिरणों की प्रकृति और इसमें शामिल प्रक्रियाओं की विविधता का विश्लेषण किया जा सकता है
• अंतरिक्ष में, एक्स-रे कई कारणों से ध्रुवीकृत हो जाती हैं।

■ उदाहरण के लिए, एक्स-रे जब मजबूत चुंबकीय क्षेत्र के अधीन होते हैं या ब्लैक होल के आसपास मौजूद सामग्री के साथ बातचीत के कारण होते हैं।

XPoSat की मदद से, वैज्ञानिक अब विकिरणों की प्रकृति और इन विकिरणों के उत्पादन में शामिल प्रक्रियाओं की विविधता की जांच कर सकते हैं।

अतिरिक्त मापदंडों का विश्लेषण करके शोधकर्ताओं की सहायता करेगा

• POLIX विभिन्न संभावित स्रोतों से एक्स-रे फोटॉन के ध्रुवीकरण की डिग्री और कोण जैसे महत्वपूर्ण माप करेगा।
• स्पेक्ट्रोग्राफिक, टाइमिंग और इमेजिंग डेटा के साथ ये दो अतिरिक्त पैरामीटर शोधकर्ताओं को खगोलीय पिंडों की वर्तमान समझ को बेहतर बनाने में मदद करेंगे।

XPoSat की तुलना विश्व स्तर पर एक्स-रे प्रयोगों या मिशनों से कैसे की जाती है?

• भारतीय खगोलविदों ने एस्ट्रोसैट का उपयोग करके एक्स-रे स्रोतों की टाइमिंग और ब्रॉडबैंड स्पेक्ट्रोस्कोपी की, लेकिन कोई ध्रुवीकरण अध्ययन नहीं किया गया।
• एस्ट्रोसैट भारत का पहला खगोल विज्ञान-आधारित अंतरिक्ष मिशन है जिसे सितंबर 2015 में लॉन्च किया गया था।
• अत्यधिक संवेदनशील और सटीक उपकरणों के विकास की कमी एक्स-रे के ध्रुवीकरण माप के मिशन को बेहद चुनौतीपूर्ण बना देती है।
• 2021 में, NASA ने इमेजिंग एक्स-रे पोलारिमेट्री एक्सप्लोरर (IXPE) लॉन्च किया।
• इसे नरम एक्स-रे बैंड (2 से 8 केवी ऊर्जा बैंड) के भीतर एक्स-रे ध्रुवीकरण माप को संचालित करने और निष्पादित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।
• IXPE को पूरक करने के अलावा,  XPoSat  का पेलोड POLIX एक विस्तारित अवलोकन ऊर्जा बैंड की पेशकश करेगा, क्योंकि इसे मध्यम एक्स-रे बैंड (8 से 30keV) में एक्स-रे ध्रुवीकरण करने के लिए नामित किया गया है।

स्रोत: इंडियन एक्सप्रेस